引言

　　目前，大多数传统网络服务供应商才刚开始推出 VoIP 服务。在早期阶段，众多供应商仅提供简单的 VoIP 通信功能，而 VoIP 的管理功能最多也只能算作初级水平。一旦出了问题，供应商缺乏解决问题的工具和技能。即便是能与 ILEC 展开竞争的新一代 VoIP 服务供应商也难以快速明确问题的原因并解决问题。

　　因此，缺乏有效工具的客服代表常常除了猜测 VoIP 客户端产品 (CPE) 是不是出了问题，别无其它选择。往往要请用户返还原有语音网关以便换取替代品。而事实上，我们常常可以采取相对简单的远程诊断和管理技术来解决问题，无须替换 CPE。

　　超越 VoIP

　　在通信供应商从原有线路转接网络升级至 IP 网络的同时，消费者希望 VoIP 电话至少能和传统电话一样发挥作用。当然，消费者将利用 VoIP 连接进行通话，此外，他们还将用 VoIP 连接发送和接收传真，连接至具备嵌入式调制解调器等功能的家庭安全系统，甚至消费者的 TiVO 也可以通过电话线连接实现节目表更新。

　　简而言之，最终用户希望 VoIP 语音服务能够成为功能全面的电信服务，能够实现过去 RJ-11 连接的所有功能，并兼容所有相关设备。用户的这一需求是完全可以理解的。设备制造商和服务供应商在推出产品时都应考虑到上述需求。

　　目前，人们对 VoIP 质量和有关 VoIP 服务、网络及设备的服务质量 (QoS) 概念等问题作了大量探讨，相关著作众多。通常，讨论的重点是带宽分配和预留的网络性能特性以及语音数据包的优先排序。诚然，这些问题对 IP 服务质量确实非常重要，但影响 IP 性能的因素决不仅限于此。

　　基于网络的 QoS 不能解决因系统实施不当而造成的网络问题，如抖动、数据包丢失和最终设备的延迟/时延等。某问题可用网络技术来解决，而有些问题最好采用语音处理技术得到解决，但语音工程师能采用的解决方案常常会给网络造成影响，因此反而会导致问题的恶化。（反之亦然。）举例来说，解决数据包丢失问题的常用方法是重新传输冗余数据包，但是，我们如果只是这样做的话，那么就会造成网络负载过重，从而导致网络堵塞和延迟，进而影响最终用户的使用体验。

　　我们面临的挑战是要综合利用语音和网络处理技术解决网络问题并实现最高效率。如何解决这些问题是 VoIP 的首要问题。具有多年经验的设计人员真正了解如何在条件复杂的数据包网络上实现可靠的语音传输，因此他们设计的产品往往是最佳的系统。正因为如此，设备制造商和服务供应商应了解核心技术供应商的业务种类。

　　目前，服务供应商及各企业管理者几乎没有什么工具可以帮助他们查明 IP 服务质量不佳的原因，这将最终导致用户的 VoIP 使用体验差强人意，因为我们通过测量往往只能找到抖动、数据包丢失和延迟等现象性问题，但实际的毛病往往出在更深的层次上。

　　如果说有朝一日所有呼叫与通信都能通过IP设备进行且完全通过纯 IP 网络传输的话，那么这一天来临之前还将付出多年的努力。同时，在原有网络和 IP 网络互联之处（包括媒体网关、线路卡和家庭网络使用的语音网关设备等），也容易出现影响最终用户体验的问题。

　　音频检测

　　我们应当记住，有助于语音呼叫的原有设备网络还将存在多年。语音和音频激活的 PBX 和虚拟运营商系统无所不在，不可能马上消失。我们的银行和信用卡公司、我们的语音邮件系统以及几乎所有客户服务系统都使用过去常见的双音多频 (DTMF) 信号技术用于导航和认证等，如我们常听到的“英语请按 1，西班牙语请按 2”。

　　消费者已经习惯于通过带有拨键语音提示的自动应答和语音邮件功能进行通信。传统的电话与手机可生成通过网络传输的标准音频，这些音频能够为各种支持音频功能的接口所接收。

　　 VoIP 电话通过向媒体网关发送 IP“音调”来模拟传统电话。可在媒体网关处检测音调，并重新将其进行分组后再传输给它们的目的地。在此过程中，可能发生许多问题。

　　VoIP CPE 设备与媒体网关必须合作检测并重新创建音调，其中包括所拨的数字、传真检测、调制解调器检测以及呼叫进程音 (Call Progress Tone) 等，它们都与相连的传统电话设备所生成的音调幅度、频率与时序相同。例如，如果 IP 电话发送音调来访问语音邮件，但是并未被准确检测、转换、传输或接收到，那么就不能获得语音邮件，最终用户将不能检查语音信箱。要想实现出色的 VoIP 功能，就必须超越 ITU Q.24 音调检测标准。

　　如今，如果发生了故障，最终用户、服务供应商或企业经理常常迫切需要找到上述过程中到底哪个环节出了问题。这是因为单纯权衡 MOS 相关问题，很难

　　出现的问题常常与采用 G711 编码方案（G711 用于对语音进行编码）的带内 DTMF 传输有关，或与 DTMF 中继以及打包音频的传输有关，也可能与通话各接收端有关。此外，如果用户设备状况不佳，如无绳电话的分体机不能适当传输语音等，那么也会导致问题，或者使问题恶化。而且，全球的语音类型大不相同，标准各异，服务供应商要想提供全球性的服务，就必须确保 VoIP 设备的设计足够强大可靠，以适应各种环境。

　　更多的 DTMF 可能性

　　与 DTMF 相关的信号传输问题很可能造成通话障碍。说到底，IP 解决方案实施的好坏，稳健性如何，都要考虑到上述问题，并最终决定着用户体验。最终用户转而采用 IP 电话与设备后，其使用体验应当相当或优于传统电话和设备的最终用户体验。

　　IP 设备设计人员与电信运营商还有一点要考虑到，即世界不同地区使用的媒体与语音通信网关 (telephony gateway) 采用不同的音频参数。此外，DTMF 问题会超越网络范畴，这使问题进一步复杂化。有时，VoIP 设备甚至会将最终用户的话音误认为 DTMF 音调。如果出现这种情况，设备会突然中断语音传输，并发送故障音调。

　　此外，各种 IP 网络接口能否符合现有的 DTMF 标准，不仅会对网络组件造成影响，而且也会对设备能否提供高质量用户体验产生影响。IP 设备制造商要解决的问题是，如何设计出具有如下优异特性的高稳定性系统：可靠地复制真实的音调;以 100% 的准确度快速检测真实音调，即确保实现零 “误检率”，使设备绝不会误把最终用户的话音当作音调。服务供应商要解决的问题是要明确 DTMF 相关问题是否是影响用户体验的元凶，如果是的话，又是何时产生的影响。

　　幸运的是，我们可收集到 VoIP 网关与最终设备的许多信息并加以整理，从而有助于排除故障并解决 DTMF 相关问题。新设备的不断出现使我们能够充分利用有关数据。最终，所用通信都将建立在 IP 基础之上，不过这需要几十年的时间。当这一目标最终实现时，用户界面将以语音与消息为基础，再不需要音频信号传输。但在此之前，我们还必须准确检测并复制 DTMF 信号，这仍是影响客户体验的关键因素。

　　回波抵消 

　　回波抵消器广泛用于整个传统公众交换电话网 (PSTN) 中。只要网络中出现四线到双线接口，就会发生线路回波。在 PSTN 中，局间中继线与本地回路相交处就是四线与双线的接口，称作混合接口。当信号从四线网络传输到双线网络时，信号的能量会反射到四线网络。

　　在传统 TDM 网络中，反射通常会很快发生。基于 PSTN 的回波抵消设备就针对快速回波进行校准。分组网络的延迟较长，因而其反射的时间超过了现有回波抵消器的时间阈值。因此，VoIP 最终设备必须采用能处理较长回声时间的嵌入式回波抵消器，这样才能消除数据包流产生的回波。

　　语音中回波定位的过程称为收敛。如果回波抵消器设计不佳，那么收敛的时间就会很长。如果在 VoIP 通话中过早听到回声，说明回波抵消器难以精确找到并消除回波，这是因为其未能在回波上收敛。在正常情况下，一旦回波抵消器在回波上收敛，就会在通话期间发挥作用。有时，收敛会在通话期间丢掉，必须重新启动回波抵消器。

　　设计人员应检测 VoIP 设备在复杂条件下的回波抵消能力，以明确其性价比是否令人满意，这一点相当重要。由于移动电话应用越来越广，很可能通话一方处在汽车或机场等噪声环境中。在背景噪声很高的情况下，特别是在背景噪声突然变化时，会对回波抵消提出挑战。

　　通话双方同时说话（模糊音）的情况在礼貌的面对面交谈中较少见，但由于网络时延却会在电话交谈中常常出现。与背景噪声类似，模糊音也会对回波抵消器提出挑战。混合接口造成的线路回波对纯 VoIP 通话（即双方都使用 IP 电话）不会造成什么影响，因为 IP 电话从一开始就直接连接至分组网络，而数据包不会接触任何传统语音通信接口。

　　服务供应商应认识到，如果选择最廉价的 VoIP 电话或媒体网关则很可能会牺牲回波抵消性能。如果性价比选择不当，那么往往会得不偿失，因为我们要想到，最终用户抱怨最多的问题往往是通话质量不佳。

　　另一种形式的回波——回声，也会造成一定问题。最终用户说话的声音从免提电话 (speakerphone) 所在房间的墙壁、桌面、窗户等处反射回来，这种反射就会使免提电话受到声音反射的影响。免提电话设计本身也可能造成回声，这主要是由扬声器与麦克风的位置造成的。如果实施高质量的回波抵消，那么就能在一定程度上调节电话的声音反射属性。

　　视频 IP 电话可能也将具备免提电话功能，因此回声消除也将成为影响其用户体验的重要因素之一。消费者可能要为视频电话支付不菲的话费，而他们也是供应商的重要用户。如果视频电话的 VoIP 功能实现不佳，特别是在难以解决的回声消除方面出现问题的话，那么就会使消费者对服务供应商大为不满，抱怨视频 IP 电话回声消除不佳造成的质量问题。

　　所有回波抵消器都各有差异，即便符合 G.168 回波抵消标准，也不见得一定能抵消回声。简而言之，实现出色的回波消除功能不是一件简单的事情，需要占用大量 DSP 处理能力和内存。高质量的回波抵消比基本解决方案需要更快的处理速度和更多的存储资源，因而会造成边际成本增加。如果开发人员能控制所有系统资源，就能实现成本最小化。因此，我们应将集成回波抵消器作为整个语音子系统的一部分，而不是作为第三方附件组件，这样更有利于节约资源。

　　超越语音

　　如前所述，电话线的应用不仅限于语音。基于调制解调器的设备目前仍很常见，其中最常见的是传真。发送传真要解决各种问题，但首先必须要检测出传真信号，识别出传真与语音通话或其他调制解调器通话的区别。如果错误检测传真音调，就会导致使用故障。一旦检测成功，就能用 G711 编码传输传真音调，但这种方案的可靠性弱于 T.38 传真中继。T.38 是将传真信号拆分，并以分组格式传送传真数据，这就大大提高了可靠性和成功率。

　　传真通过 PSTN 在两台机器间直接互联工作，从减少延迟角度看，这种连接是最优的，因此传真机对“不正常”的延迟特别敏感。通过分组网络连接传真机肯定会使传真机遇到工作参数范围以外的延迟情况。发送传真时，两台传真机根据传真协议进行传输。为了补偿延迟，我们可“欺骗”传真协议。如果数据包在两部机器间建立联系时丢失，甚至在传真发送过程中丢失，那么就会出现问题。

　　知识就是力量

　　缓解上述问题的方法有很多，服务供应商除了调节网络以避免抖动、数据包丢失和延迟之外，还应做更多工作。随着传统网络和 IP 网络的不断结合，对服务供应商来说，知识就是力量。

　　工具越好用，解决问题的几率越高，事实上许多新问题最终用户都没遇到过，也难以描述问题。如果服务供应商能在解决问题中实时了解通话情况，或能在与消费者谈话的同时检测通话，能够（在消费者允许的前提下）回放通话，那么这将有助于他们解决问题。

　　从更高的层面来讲，我们应将同一时间、同一天发生的相似呼叫质量问题投诉或故障相互联系起来考虑问题。此外，我们还应将采用相同设备或设备类型的呼叫故障联系起来考虑问题，这有助于服务供应商了解问题发展趋势，在 IP 呼叫的分布式多网络环境中明确问题发生的区域。

　　为有效管理 TDM 网络，我们创建了相关系统和工具，与此类似，新的工具也不断出现，以检查消极影响语音 QoS 的各种问题。新工具也将对分组网络上进行的语音通信应用发挥作用，并对分组网络与 TDM 网络的结合处发挥作用。目前，检查分组网络和电话网络端点和分界处的工具将对服务供应商发挥重要作用。企业级 VoIP 电话与 IP PBX 可提供相关数据和统计信息，帮助服务供应商和企业经理更好地了解最终用户抱怨通话质量不佳的真正原因。

　　投资 3,000 美元以上开发新客户的服务供应商将看到为科技投资的好处，新科技将帮助他们为客户提供高质量的使用体验，使 IP 电话也不输于传统电话的水平。基于战略规划，甚至新一代语音服务供应商等 ILEC 也开始向 IP 网络全面过渡，以其作为 IP 通信的基础。主要原因是因为服务供应商已认识到，IP 基础局端将显著降低总体的运营开支，以实现更具竞争力的商业模式。

　　但是，服务供应商必须考虑到管理用户问题的运营成本。管理不当会造成大量成本，进而造成用户流失，这会影响一般基础局端的 OPEX 收益。如果我们能在新型服务推出的初期就通过富有前瞻性的正确管理赢得客户的高度满意，那么 OPEX 模式就将得到进一步改善。

　　此外，随着 IPTV 的推陈出新，我们在实现高质量 IP 视频、提供出色的用户体验方面将面临更严峻的挑战，因为视觉比听觉更容易受到干扰。幸运的是，用于解决 IP 电话 QoS 问题的技术和手段也将不断得到强化，以满足今后 IPTV QoS 挑战提出的要求。